Conception et calcul d’une tour (sous sol +RDC+10 étages) à usage multiple implanté en zone II à contreventement mixte

Université Mohamed Seddik Ben Yahia de Jijel

Faculté des Sciences et de la Technologie Département Génie Civil et Hydraulique

MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME

MASTER ACDÉMIQUE EN GÉNIE CIVIL

OPTION : STRUCTURES

Thème :

CONCEPTION ET CALCUL D’UNE TOUR (SOUS SOL

+RDC+10ETAGE) A USAGE MULTIPLE IMPLANTE EN

ZONE II A CONTREVENTEMENT MIXTE

Promotion 2020

Encadré par :

𝑴

𝒓

MEHIDI.N

Réalisé par :

BOUKHELF Wissam

BENCHOUIB Amira

volonté pour finir ce travail.

Nous remercions aussi notre encadrement :

Mr.MHIDI, pour son aide et le temps qu’il

a consacré pour nous.

Finalement, pour les enseignements

dispensés et pour leurs encouragements,

je tiens à remercier l’ensemble des

enseignants du département de Génie Civil.

AMIRA

années, d’études quelle trouve ici le témoignage de ma profond reconnaissance.

A mon chère père rien au monde ne vaut les efforts fournis jour et huit pour mon éduction et mon bien être ce travail.

A mes chères sœurs Fouzia, Nabila, Assia, Sara, Fadia, Meriem, Youssra, et les enfant de ma famille Alaa, Ayoub, Djiad, Djawad.

Sans oublier mon fiancée ‘Radouan’ la lumière de ma vie.

Ma chère binôme Wissam qui n’a pas ceccé et m’encourager tout le temps.

A mes chères amies Hadjer, Sabrina, Fadia, Djihad. A tous mes collèges de master 2 structure. Et tous les étudiant du master 2 génie civil

(Structure, VOA, Géo)

WISSAM

travaille à tous ceux qui nous chers :

A la maman qui m’a soutenu et encouragé durant ces années, d’études quelle trouve ici le témoignage de ma profond reconnaissance.

A mon chère père rien au monde ne vaut les efforts fournis jour et huit pour mon éduction et mon bien être ce travail.

A ma chère sœur Rania, et mes fréres Sif Eddine, Nassim, Chawki, et la femme de mon frére mounira.

Sans oublier la princesse de ma famille ‘Alla Errahmane’

Ma chère binôme Amira qui n’a pas ceccé et m’encourager tout le temps.

A mes chères amies Mofida, Oumayma, Sara, Wiwis. A ma fidéle amis intime soumia et sa famille.

A tous mes collèges de master 2 structure. Et tous les étudiant du master 2 génie civil

(Structure, VOA, Géo)

une zone a moyenne sismicité. La résistance du la structure dont la vue en plan est en forme rectangulaire, est assurée par un système contreventement mixte (portique voiles). La

conception a été faite selon les règlements de construction en vigueur (RPA99 version 2003, CBA93, BAEL91). L’étude dynamique a été faite sur le logiciel (ETABS V.9)

Mots clés : HOTEL, Béton armé, radié, poutre, acier, Contreventement mixte, Etude

dynamique.

Abstract

The goal of this work is studing the structure of a tourist hotel which is composed of a ground floor and first floor in addition to 10 (ten) floors which are made of reinforced concrete, this hotel was built in jijel city which is categorized as a moderate seismic active zone. The resistance of the building id achieved by a mixed support (beam and span+walls),also it has a vision in the level with the shape of a rectangular. This design is done according to the structure laws and standards applied in Algeria (RPA 99 edition 2003, CBA 93, BAEL 91). The dynamic study is done in the (ETABS V.9) program.

Key words: hotel, reinforced concrete, mixed support, steel, dynamic study.

صـخلم نإ فذهلا هم لمعلا ازه تساسد ىه س قذىف اٍ ح ً نىكخٌ كباط هم ًلفس كباطو تفاضلإاب ًضسأ كباىط ششع ىلإ , تحلسملا تواسشخلاب تلكشملا ، تٌلاو ًف اهخٌاىب جمح ج ٍ تققحم تٌاىبلا تمواقم . .طسىخم ًلصلاص ط اشو ثار تفىصملا لج ، لٍطخسم لكش ىلع يىخسملا ًف شظىم اهل نا امك ، )ناسذج + ثاضساع و ةذمعا( طلخخم مٍعذح تطساىب قفو مٍمصخلا مح ا (BAEL91,CBA93, 3002 ساذصلإاRPA9),شئاضجلا ًف تقبطملا ءاىبلا شٌٍاعم و هٍواىقل (ETABS V 9.1.0)جماوشب تطساىب تٍكٍماىٌذلا تساسذلا ءاشجإ مح طلخخم مٍعذح ، تحلسم تواسشخ ، قذىف :تٍحاخفملا ثاملكلا رلاىف ، تساسد ، .تٍكٍماىٌد

Introduction Générale ……….1

I.1. Introduction :……….2

I.2. Description de l’ouvrage :……….…2

I.3. Caractéristiques de l’ouvrage :………..2

I.3.1. Caractéristiques architecturales :………..2

I.3.2. Les éléments structuraux ……….…….….…..3

I.4.Règlements et normes utilisés :……….….5

I.5. Caractéristiques des matériaux :………...5

I.5.1. Le béton :………5

I.5.1.1.Composition du béton………5

I.5.1.2.Résistance du béton………....6

I.5.1.3.La déformation longitudinale du béton………..6

I.5.1.4.La déformation transversale du béton………....7

I.5.1.5.Contrainte limite de calcul………..…7

I.5.2. Acier :………. 9

I.5.2.1.Contraintes limites de l’acier………..9

I.5.3. Actions et sollicitations :……….... 11

I.5.3.1.Les actions...11

I.5.3.2.Les sollicitations...11

I.5.3.3.Hypothèses de calcul des sections en béton armé...11

I.5.4.Combinaisons fondamentales :………... 12

I.5.4.1.Ferraillage des éléments non structuraux………..………....12

I.5.4.2. ferraillage des éléments structuraux………...…..13

II.1.Introduction :……….. 14

II.2.Calcul des éléments porteurs :……… 14

a.1. Planchers à corps creux………14

CHAPITRE I: Présentation Du Projet Et Caractéristiques des Matériaux

Caractéristique Des Matériaux

CHAPITRE II :

Pré dimensionnement et Descente des charges

a.2. plancher a dalles pleines………..…16

b) Pré-dimensionnement des balcons………..……18

c) Pré-dimensionnement des escaliers………....…18

d) Pré-dimensionnement des voiles……….21

e) Pré-dimensionnement des poutres………...………...22

a.Poutres longitudinale (secondaire) :……….……23

b.Poutres transversale (principale) :……….…...24

c.Poutre palière :……….….24

f) Pré-dimensionnement des poteaux………..26

II.3.Evaluation des charges et surcharges :………...……27

II.3.1.Les planchers :………..……….…..27

II.3.2.Les balcons :………..………..29

II.3.3.Les Murs :………..………..30

II.3.4.Les escaliers :………..…30

II.4.Descente des charges :………..….31

II.4.1.Poteau d’angle (F-6) :………...….32 II.4.2.Poteau intermédiaire (B-6):………..…...39 II.4.3.Poteau central (D-3)……...46 III.1.Introduction :……….………...54 III.2.Acrotère :……….……….... 54 II.2.1.Introduction :………..….54 III.2.2.Dimensionnement :………..….54

III.2.3.Evaluation des charges :………..…55

III.2.4.Calcul des sollicitations :……….56

III.2.5.L’excentricité totale :………..…..57

III.2.6.Ferraillage de l’acrotère :………...59

III.2.7.Vérification des contraintes :………...61

III.2.7.1.Vérification de la contrainte du béton comprimé………..61

III.2.7.2.Vérification de contrainte de l’armatures tendue………..61 III.2.7.3.Vérification au cisaillement:………..61 III.2.8.schema de ferraillage………..:………..62 III.3.les planchers………..:……….…..63 III.3.1.Introduction :………...63

III.3.2.Plancher corps creux :……… …...…63

III.3.2.1.Calcul des poutrelles :………...…63

III.3.2.1.1.choix de la methode de calcul :………...…63

1-Type 1………...67

2-Type 2……….….99

III.3.2.1.2.schema de ferraillage : ………..…129

III.3.2.2.Ferraillage de la dalle de compression………...……… ..130

III.3.3.Dalle pleine :………....….131

III.3.3.1.Introduction :………...131

III.3.3.2.Dalle pleine sous -sol :………...131

III.3.3.2.1 Calcule de ferraillage de dalle pleine.………..………...131

III.4.Les escaliers :………..137

III.4.1.Définition :……….137

III.4.2.Calcul des escaliers :………...137

III.4.2.1.Evaluation des charge:……….137

III.4.2.2.Calcul des sollicitations ………..137

III.4.2.3.Calcul des armatures………138

III.4.2.4.Vérifications:………...139

III.4.2.5.Calcul de fleche………...140

III.4.3.Schéma de ferraillage ...145

III.5.Etude de la poutre palière :………..…146

III.5.1.Introduction :……….……….……..146

III.5.3.Ferraillage de la poutre palière………...…147

III.5.4.Schéma de ferraillage :………..….151

III.6.Balcon………..…..152

III.6.1.Introduction………..……152

III.6.2. Balcon terrasse :………..… ...152

III.6.2.1.Evaluation des charges :……….... 152

III.6.2.2.Sollicitation de calcule :……….... 153

III.6.2.3.Ferraillage……… :……….... 155

III.6.3.Balcon étage :………..…. …...…158

III.6.3.1.Evaluation des charges :………...159

III.6.3.2.sollicitation de calcule :………...159 III.6.3.3.Le Ferraillage :……….161 III.6.4.Schéma de ferraillage :……….165 III.7.Conclusion :………165 IV.1.Introduction :……….…………166 IV.2.Application de RNV 99 :………....167

IV.2.1.La vérification d la stabilité d’ensemble :……….. …….167

IV.2.1.1.Détermination de coefficient dynamique :………167

IV.2.1.2.Détermination de la pression dynamique de vent :………168

IV.2.1.3.Détermination de coefficien d’exposition :………168

IV.2.1.4.Détermination des coefficients de pression extérieure ………169

IV.2.1.5.Détermination du coefficient de pression nette :………...175

IV.2.1.5.1Détermination des coefficients de pression interieure …………..….…175

IV.2.1.6.Calcul de la pression due au vent………177

IV.2.1.7.Calcul des forces de frottemen :………178

IV.2.1.8.Détermination de la force résultant :………...180

IV.3.Conclusion :………181

V.1.Introduction :………182

V.2.Objectifs de l’étude dynamique :……….182

V.3.Choix de la méthode de calcul :………...182

V.3.1.Présentation de méthode statique équivalente :………182

V.3.2.Présentation de la méthode modale spectrale :……….183

V.3.3.Présentation de la méthode dynamique par accélérogramme :………..183

V.3.4.Choix de la méthode de calcul pour notre structure :………..183

V.4.Classification de l’ouvrage selon le RPA99 version 2003 :……….184

V.5.L’analyse dynamique de la structure par ETABS :………..188

V.5.1.Spectre de réponse de calcule :……….188

V.5.2.Modélisation de la structure :……….. 188

V.5.2.1. Description du logiciel ETABS :……….188

V.5.2.2. Modélisation des éléments structuraux :………...189

V.5.2.3. Modélisation de la masse :………...189

V.5.2.4.Nombre de mode à prendre en compte :………...190

V.6.Etape de modélisation :………190

V.7.La proposition de disposition des voiles :………... 191

V.8.Période fondamentale théorique :……… 196

V.9.Disposition des voiles :………198

V.10.Poids total de la structure :……… 198

V.11.Vérifications réglementaires :………... 199

V.11.1.Caractéristiques géométriques et massique de la structure :……… 199

V.11.2.Calcul de l’excentricité théorique :……….. 200

V.12.Justification de l'interaction portiques voiles :……….. 201

V.13.Vérification de l’effort sismique :………. 202

V.14.Didtribution de la résultante de l’effort sismique et tranchant selon la hauteur :……. 203

a) Distribution de l’effort sismique selon la hauteur :……… 203

b) Distribution de l’effort tranchant selon la hauteur………..206

V.15.Vérification des déplacements latéraux inters- étages :……… 208

V.16.Justification vis à vis de l’effet :………. 209

V.17.Justification de la stabilité au renversement :……… 211

V.18.Vérification de L’effort normal réduit : (RPAv2003, 7.1.3.3) :……… 211

V.19.Conclusion :……….. 212

VI.1.Introduction :……….. 213

VI.2.Ferraillage des portiques :……… ……….. 213 VI.2.1.Ferraillage des poutres :………...213

VI.2.1.1.Combinaisons des charges :………213

VI.2.1.2.Calcul de ferraillage :………..…214 4 21 … … … … … ……… … … ……… : VI.2.1.2.1.Ferraillage des poutres principales VI.2.1.2.1.Ferraillage des poutres secondaires :………...…….………219

VI.2.1.2.Schéma de ferraillage :………..…..224

VI.2.2.Ferraillage des poteaux :……….…225

VI.2.2.1.Introduction :………..………225

VI.2.2.2.Recommandation du RPA99/version 2003 :………..…....225

VI.2.2.3.Calcul de ferraillage :………..……...226

VI.2.2.4.Schémas de Ferraillage des poteaux :………..…...231

VI.3.Les voiles :……….….232

VI.3.1.Introduction :………..… 232

VI.3.2.Calcul du ferraillage vertical :………..… 234

VI.3.3.Etude des sections :………..….. 234

VI.3.3.1.Section partiellement comprimée SPC :………. 235

VI.3.3.2.Section entièrement comprimée SEC :………236

VI.3.3.3.Section entièrement tendue. SET :………..236

VI.3.4.Ferraillage des voiles :……….236

VI.3.4.1.Calcul de ferraillage vertical :……….236

VI.3.4.2.Vérification de la contrainte de cisaillement à la base des voiles :………….241

CHAPITRE VI:

Ferraillage des éléments porteurs

VI.3.4.3.Calcul de ferraillage horizontal :……….242

VI.3.5.schémas de ferraillage :………. 244

VI.4. Conclusion :………..29

VII.1.Introduction :……… ……… ..250

VII.2.Différents types des fondations :……….. ..250

VII.3.Choix du type de fondations :………..250

VII.3.1.Semelle isole……….250

VII.3.1.1.Calcul des surfaces nécessaires pour les semelles :………..251

VII.3.2.La surface des semelles filantes des voiles d’après L’ETABS :………....252

VII.4.Radier général :………....253

VII.4.1.Introduction:………..253

VII.2.Pré dimensionnement du radier :………...253

VII.2.1.L’épaisseur de la dalle :………...253

VII.2.2.Nervure :………..253

VII.4.2.3.Calcul du D (débordement) :………....254

VII.4.2.4.Vérification du poinçonnement :………..255

VII.4.2.5.Caractéristiques géométriques du radier :……….256

VII.4.2.6.Vérification de la stabilité du radier :………...258

VII.4.2.6.1.Verification de la contrainte du sol sous les charges verticales…...258

VII.4.2.6.2.Verification de la stabilité du radier sous la combinaison (0.8G±E)…258 VII.4.2.6.3.Verification de la compression sous la combinaison (0.8G±E)………259

VII.5.Ferraillage du radier ………259

VII.5.1.Dalle de radier :……….259

VII.5.1.1.Les combinaisons de charges :………..……259

VII.5.1.2.Ferraillage de panneau le plus sollicité :………..….260

VII.5.1.3.Calcul des sections d’armatures E.L.U:………..……..260

VII.5.1.4.La vérification a E.L.S :……….……...261

VII.5.1.5.Calcul les armatures à l’ELS :………...……262

CHAPITRE VII:

Etude d’infrastructure

VII.6.Etude de débord du radier :………...262

VII.7.Calcul des nervures :………...264

VII.7.1.Présentation du logiciel SAFE 16.0.1:………...264

VII.7.2.Démarches de modélisation de notre radier :………264

VII.7.3.Ferraillage longitudinal :………265

VII.7.3.1.Ferraillage à l’ELU :………...265

VII.7.3.2.Vérification à ELS :………....266

VII.7.3.3.Calcul des armatures à l’ELS :………...266

VII.7.3.4.Schéma de ferraillage :………...268

VII.8.Calcul des éléments de soutènement………..269

VII.8.1.Introduction :……….. 269

VII.8.2.Dimensionnement du voile :……… 270

VII.8.3.Calcul de la poussée de terre :………. 270

VII.8.4.Calcul de la pousee due aux surcharges :………. 271

VII.8.5.Methode de calcul :………... 272

VII.8.6.Calcul des sollicitations :………..272

VII.8.7.Ferraillage du voile périphérique :……….…..272

VII.8.8.Schéma de ferraillage :……….….276

VII.9.Conclusion :………....276

Chapitre I : Présentation Du Projet Et Caractéristique Des Matériaux

- Tableau I-1 : Valeurs de limite d’élasticité garantie Fe……….………...9

Chapitre II : Pré dimensionnement et descente des charges

-Tableau II-1 : Charge permanente due au plancher terrasse (inaccessible)…….……...28

-Tableau II-2 : Charge permanente due au plancher terrasse (accessible)…….……...….28

- Tableau II-3 : Charge permanente due au plancher étage courant…………..………...28

- Tableau II-4 : Charge permanente due au plancher Sous-Sol………..………....29

- Tableau II-5 : Charge permanente due au Balcon terrasse………...……..….….29

- Tableau II-6 : Charge permanente due au Balcon étage………..………..……...30

- Tableau II-7 : Charge permanente due aux Mur extérieurs…………..………...30

- Tableau II-8 : Charge permanente due aux Cloison intérieures……….….……..……...30

- Tableau II-9 : Charge permanente due au Palier simple……….….…………...30

- Tableau II-10 : Charge permanente due au Paillasse à 32.19°……….…...……...31

- Tableau II-11 : Descente des charges pour poteau d’angle……….……….38

- Tableau II-12 : Descente des charges pour poteau d’intermédiaire………….…………45

- Tableau II-13 : Descente des charges pour poteau centrale……….………51

- Tableau II-14 : La variation de section de poteau centrale……….……….….…52

Chapitre III : Etude des éléments secondaires

-Tableau III-1 : Sollicitation due à l’acrotère………..……..56

-Tableau III-2 : Charges supportées par les poutrelles………...……..….68

- Tableau III-3 : Résultats des moments 1er cas (terrasse)………..…………69

- Tableau III-4 : Résultats des moments 1er cas (terrasse)………..….………...70

- Tableau III-5 : Résultats de l’effort tranchant (terrasse)……….……..…...71

- Tableau III-6 : Résultats du moment 2 éme cas a ELU (terrasse)…….……...…………72

- Tableau III-7 : Résultats du moment 2 éme cas a ELS (terrasse)………..…...72

- Tableau III-8 : Résultats de l’effort tranchant (terrasse)………..………73

- Tableau III-9 : Résultats du moment 3 eme cas (terrasse)……….…….74

- Tableau III-10 : Résultats du moment 3 eme cas (terrasse)………..…..75

- Tableau III-11 : Résultats de l’effort tranchant (terrasse)………..…..75

- Tableau III-14 : Résultats des moments 1 cas (étage)……….………….79

- Tableau III-15 : Résultats des moments 1er cas (étage)……….…………...80

- Tableau III-16 : Résultats de l’effort tranchant (étage)………80

- Tableau III-17 : Résultats des moments 2 éme cas (étage)……….81

- Tableau III-18 : Résultats des moments 2 éme cas (étage)………82

- Tableau III-19 : Résultats de l’effort tranchant (étage)………83

- Tableau III-20 : Résultats du moment 3eme cas (étage)……….…………84

- Tableau III-21 : Résultats du moment 3 eme cas (étage)………..………..85

- Tableau III-22 : Résultats de l’effort tranchant (étage)………85

- Tableau III-23 : Le max des sollicitations à prendre pour les armatures (étage)……….85

- Tableau III-24 : Résultats de calcul du ferraillage (étage)………..….86

- Tableau III-25 : Résultats des moments 1er cas (rdc)………..….89

- Tableau III-26 : Résultats des moments 1er cas (rdc)………...90

- Tableau III-27 : Résultats de l’effort tranchant (rdc)………...91

- Tableau III-28 : Résultats des moments 2 éme cas (rdc)………...…92

- Tableau III-29 : Résultats des moments 2 éme cas (rdc)………...…..93

- Tableau III-30 : Résultats de l’effort tranchant (rdc)………...…93

- Tableau III-31 : Résultats du moment 3 eme cas (rdc)………...….94

- Tableau III-32 : Résultats du moment 3 eme cas (rdc)……….……...…95

- Tableau III-33 : Résultats de l’effort tranchant (rdc)………...…95

- Tableau III-34 : Le max des sollicitations à prendre pour les armatures (rdc)……....…96

- Tableau III-35 : Résultats de calcul du ferraillage (rdc)………..…96

- Tableau III-36 : Charges supportées par les poutrelles……….….100

- Tableau III-37 : Résultats des moments 1er cas………...…..101

- Tableau III-38 : Résultats des moments 1ére cas………...…..102

- Tableau III-39 : Résultats de l’effort tranchant (terrasse)……….….102

- Tableau III-40 : Résultats du moment 2éme cas (terrasse)………....103

- Tableau III-41 : Résultats des moments 2émecas (terrasse)………..104

- Tableau III-42 : Résultats de l’effort tranchant (terrasse)………...104

- Tableau III-43 : Résultats du moment 3eme cas (terrasse)………...105

- Tableau III-44 : Résultats du moment 3eme cas (terrasse)………106

- Tableau III-45 : Résultats de l’effort tranchant (terrasse)……….….106

- Tableau III-48: Résultats des moments 1 cas (étage) ……….……111

- TableaIII-49 : Résultats des moments 1er cas (étage)………..….111

- Tableau III-50 : Résultats de l’effort tranchant (étage)……….….112

- Tableau III-51: Résultats des moments 2 éme cas (étage)………...…..112

- Tableau III-52 : Résultats des moments 2éme cas (étage).………..…..113

- Tableau III-53 : Résultats de l’effort tranchant (étage)………..114

- Tableau III-54 : Résultats du moment 3 eme cas (étage)………...114

- Tableau III-55 : Résultats du moment 3eme cas (étage)………...….115

- Tableau III-56 : Résultats de l’effort tranchant (étage)……….…………116

- Tableau III-57: Le max des sollicitations à prendre pour les armatures (étage)..……..116

- Tableau III-58 : Résultats de calcul du ferraillage (étage)………...…..117

- Tableau III-59 : Résultats des moments 1er ca………..……....120

- Tableau III-60 : Résultats des moments 1er cas………..………...120

- Tableau III-61 : Résultats de l’effort tranchant……….….121

- Tableau III-62 : Résultats des moments 2éme cas……….…122

- Tableau III-63 : Résultats des moments 2éme cas……….…122

- Tableau III-64 : Résultats de l’effort tranchant………...….…..123

- Tableau III-65 : Résultats du moment 3eme cas………....…123

- Tableau III-66 : Résultats du moment 3eme cas………....…124

- Tableau III-67 : Résultats de l’effort tranchant……….….125

- Tableau III-68 : Le max des sollicitations à prendre pour les armatures………125

- Tableau III-69 : Résultats de calcul du ferraillage………..…126

- Tableau III-70 Résultats des sollicitations à l’ELU………..…..132

- Tableau III-71 : Répartition des moments fléchissant à l’ELU……….….133

- Tableau III-72 : Résultats des sollicitations à l’ELS………..133

- Tableau III-73 : Répartition des moments fléchissant à l’ELS………..….133

- Tableau III-74 : Calcul de ferraillage……….…134

- Tableau III-75 : Vérification des contraintes………..…136

- Tableau III-76 : Différant coefficients de calcul de ferraillage……….….138

- Tableau III-77 : Résultats de calcul de ferraillage de l'escalier……….….139

- Tableau III-78 : Résultats de calcul de ferraillage des armatures de répartition……....139

- Tableau III-79 : Vérifications des contraintes de béton à l’ELS………140

- Tableau III-82 : Résultats de calcul de fpi………144 - Tableau III-83 : Résultats de calcul de fji……….145 - Tableau III-84 : Calcul de ferraillage de la poutre palière………148 - Tableau III-85 : Résultats des efforts à ELU………....154 - Tableau III-86 : Résultats des efforts à ELS……….154 - Tableau III-87 : Résultat de ferraillage à l’ELU du balcon………..156 - Tableau III-88 : Vérification des contraintes à l’ELS du balcon………..158 - Tableau III-89 : Résultats des efforts à ELU………160 - Tableau III-90 : Résultats des efforts à ELS………161 - Tableau III-91 Résultat de ferraillage à l’ELU du balcon………162 - Tableau III-92 Vérification des contraintes à l’ELS du balcon………164

Chapitre IV : Etude de vent

- Tableau IV-1 : Définition des catégories de terrain………..169 - Tableau IV-2 :Valeur de Cr et Ce et de Qdyn Selon la hauteur Z………..170 - Tableau IV-3 :Coefficients de pression extérieure des parois verticales(X-X)………171 - Tableau IV-4 : Coefficients de pression extérieure des parois verticales (Y-Y)……..172 - Tableau IV-5 : Coefficients de pression extérieur de la terrasse………...173 - Tableau IV-6 :Coefficient de pression de vent pour Cpi= 0.8 Sens X-X. …………..175 - Tableau IV-7 : Coefficient de pression de vent pour Cpi= -0.5 Sens X-X…………...176 - Tableau IV-8 : Coefficient de pression de vent pour Cpi= 0.8 Sens Y-Y………..…176

- Tableau IV-9 : Coefficient de pression de vent pour Cpi= -0.5 Sens Y-Y……….177

- Tableau IV-10 : Calcul de pression due au vent pour Cpi=0.8 Sens X-X……….177 - Tableau IV-11 : Calcul de pression due au vent pour Cpi= -0.5 Sens X-X…………...178 - Tableau IV-12 : Calcul de pression due au vent pour Cpi= 0.8 Sens X-X………178 - Tableau IV-13 : Calcul de pression due au vent pour Cpi= -0.5 Sens X-X…………...178 - Tableau IV-14 : Force résultante……….………...181

Chapitre V : Etude sismique.

- Tableau.V-1 : Coefficient d’accélération de zone A………..185 - Tableau.V-2 : Classification de la structure selon le système de contreventement……185 - TableauV-3 : Classification de l’ouvrage selon RPA version 2003………...186 - Tableau V-4 : Pénalité en fonction des critères de qualités………186 - TableauV-5 : Valeurs de ξ(%)………187

- Tableau V-7 : Les valeurs des périodes et facteurs de participation massique V2…....194 - Tableau V-8 : Période fondamentale de la structure………...197 - TableauV-9 : Poids de chaque niveau……….…...199 - Tableau V-10 : Centre de masse et de rigidité de chaque étage……….…...200 - Tableau V-11 : Pourcentage de l’effort vertical repris par les voiles……….201 - Tableau V-12 : pourcentage de l’effort sismique des portiques……….……201 - Tableau V-13 : Valeur de Fx et Fy………..…...203 - Tableau V-14 : Vérification des résultats………...203 - Tableau V-15 : Distribution des forces suivant X………..…204 - Tableau V-16 : Distribution des forces suivant Y……….…….205 - Tableau V-17 : Distribution de l’effort tranchant suivant X et Y……….….207 - Tableau V-18 : Vérification des déplacements inter- étages sens X-X et Y-Y…….….208 - Tableau V-19 : Justification vis à vis de l’effet P-∆ sens X……….…..210 - Tableau V-20 : Justification vis à vis de l’effet P-∆ sens Y……….…..210 - Tableau V-21 : Vérification de la stabilité au renversement………..211 - Tableau V-22 : Vérification de L’effort normal réduit………..211 - Tableau V-23 : Vérification de L’effort normal réduit………..……212

Chapitre VI : Ferraillage des éléments porteurs.

- Tableau VI-1 : Calcul du ferraillage des poutres principales……….………215 - Tableau VI-2 : Vérification du ferraillage des poutres principale………..……215 - Tableau VI-3 : Calcul du ferraillage des poutres secondaire………..…..219 - Tableau VI-4 : Vérification du ferraillage des poutres secondaire………...220 - Tableau VI-5 : Les sollicitations dans les différents poteaux………226 - Tableau VI-6 : Calcul du ferraillage des poteaux………226 - Tableau VI-7 : Résultats de vérification de ferraillage des poteaux……….227 - Tableau VI-8 : Vérification des efforts tranchant des poteaux selon BAEL………...227 - Tableau VI-9 : Vérification selon RPA………228 - Tableau VI-10 : Les armatures transversales des poteaux………...230 - Tableau VI-11 : Longueur de recouvrement……….……...230 - Tableau VI-12 : Vérification des contraintes à l’ELS poteaux………230 - Tableau VI-13 : Résumé des résultats de ferraillage vertical de voile sens x-x…...240

- Tableau VI-15 : Vérification de la contrainte de cisaillement sens X-X……….……241 - Tableau VI-16 : Vérification de la contrainte de cisaillement sens Y-Y…………...242 - Tableau VI-17 : Ferraillage horizontal des voiles sens X-X………...243 - Tableau VI-18 : Ferraillage horizontal des voiles sens Y-Y………...244

Chapitre VII. Eude de l’infrastructure

- Tableau VII-1 : Les surfaces des semelles isolées………..……….251 - TableauVII-2 : Les surfaces des semelles filantes……….………..252 - Tableau VII.3. Vérification de la stabilité du radier sous la combinaison 0,8G±

E……258

- Tableau VII. 4. Calcul des contraintes……….……258 - Tableau VII.5. Vérification de la compression sous G+Q±E……….……259 - Tableau VII-6 : Les sollicitations à l'ELU………..………259 - Tableau VII-7 : Les sollicitations à l'ELS………259 - Tableau VII-8 : Calcul de ferraillage de la dalle à l'ELU………..…..260 - Tableau VII-9 : Vérification des contraintes à l’ELS………..…261 - Tableau VII-10 : Ferraillage à l’ELS……….…..262 - Tableau VII-11: Le ferraillage des nervures de radier dans les deux sens à

l'ELU…..265

- Tableau VII-12: Vérification à l'ELS………..266 - Tableau VII-13: Le ferraillage des nervures de radier à l'ELS………..……..266 - Tableau VII-14 : Les sollicitations à l'ELU……….…………271 - Tableau VII-15: Calcul de ferraillage du voile périphérique à l'ELU………..272 - Tableau VII-16 : Les sollicitations à l'ELS………..……273 - Tableau VII-17: Vérification à l'ELS………...274 - Tableau VII-18: Ferraillage àl’ELS……….274

Chapitre I : Présentation Du Projet Et Caractéristique Des Matériaux

Figure.I.1 : Diagramme des Contrainte-déformations du béton. ... 8 Figure I.2 : Diagramme des Contrainte-déformation de l’acier. ... ...11 Figure. I.3 : règles des trois pivots ... 12

Chapitre II : Pré dimensionnement et descente des charges

Figure.II.1. Schéma descriptif d’une dalle à corps creux ... 15 Figure.II.2. plancher à corps creux ... 16 Figure.II.3. Dimensionnement de la poutrelle ... 16 Figure.II.4. plancher en béton armé (dalle plein) ... 17 Figure.II.5.Composition d’un escalier. ... 18 Figure.II.7. Dimensions de l’escalier ... 19 Figure II.8 .Escalier à deux volées ... 20 Figure.II.9. Coupe de voile en élévation et en plan ... 21 Figure.II.10. Dimensionnement d’une poutre ... 23 Figure.II.11. Dimension d’un poteau. ... 26

Figure.II.12. Les sections entourées par le poteauu d’angle à l’ètage courant ... 32 Figure.II.13. Les sections entourées par le poteau intermédiaire (terrase+étage) . ... 39 Figure.II.14.Les sections entourées par le poteau intermédiaire (RDC+Sous-sol+1ére ètage . ... 39 Figure.II.15.Les sections entourées par le poteau central. ... 46

Chapitre III : Etude des éléments secondaires

Figure.III.1. Domensions de l’acrotère. ... 54 Figure.III.2. Coupe transversale de l’acrotère ... 59 Figure.III.3. Ferraillage de l’acrotère ... 62 Figure.III.4. Coupe transversale du plancher à corps creux. ... 63 Figure.III.5. La Section de la poutrelle. ... 67 Figure.III.6. Les différents types des poutrelles ... 67 Figure.III.7. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELU (terrasse) ... 69 Figure.III.8. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELU (terrasse) ... 69 Figure.III.9. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELU (terrasse) ... 69

Figure.III.13. Diagramme de moment 2éme cas à l’ELU (terrasse) ... 72 Figure.III.14. Chargement de poutrelle 2éme cas à l’ELS (terrasse) ...72

Figure.III.15. Diagramme de moment 2éme cas à l’ELS (terrasse)...73

Figure.III.16. Diagramme d’effort tranchant 2éme cas à l’ELU (terrasse). ...73

Figure.III.17. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELU (terrasse) ...73

Figure.III.18. Diagramme de moment 3éme cas à l’E.L.U (terrasse) ...74

Figure.III.19. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELS (terrasse) ...74

Figure.III.20. Diagramme de moment 3éme cas à l’E.L.S (terrasse) ...75

Figure.III.21. Diagramme d’effort tranchant 3éme cas à l’ELU (terrasse) ...75

Figure.III.22. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELU (étage) ...79

Figure.III.23. Diagramme de moment 1ére cas à l’E.L.U (étage) ...79

Figure.III.24. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELS (étage) ...80

Figure.III.25. Diagramme de moment 1ére cas à l’E.L.S (étage) ...80

Figure.III.26. Diagramme d’ffort tranchant 1ére cas à l’E.L.U (étage) ...81

Figure.III.27. Chargement de poutrelle 2éme cas à l’ELU (étage) ...81

Figure.III.28. Diagramme de moment 2éme cas à l’E.L.U (étage) ...82

Figure.III.29. Chargement de poutrelle 2éme cas à l’E.L.S (étage) ...82

Figure.III.30. Diagramme de moment 2éme cas à l’E.L.S (étage) ...83

Figure.III.31. Diagramme d’effort tranchant 2éme cas à l’E.L.U (étage) ...83

Figure.III.32. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’E.L.U (étage) ...83

Figure.III.33. Diagramme de moment 3éme cas à l’E.L.U (étage) ...84

Figure.III.34. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELS (étage) ...84

Figure.III.35. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELS (étage) ...85

Figure.III.36. Diagramme d’effort tranchant 3éme cas à l’ELU (étage) ...85

Figure.III.37. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELU (rdc)...89

Figure.III.38. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELU (rdc) ...90

Figure.III.39. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELS (rdc) ...90

Figure.III.40. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELS (rdc) ...91

Figure.III.41. Diagramme d’effort tranchant 1ére cas à l’ELU (rdc) ...91

Figure.III.46. Diagramme d’effort tranchant 2éme cas à l’ELU (rdc). ...93

Figure.III.47. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELU (rdc)...93

Figure.III.48. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELU (rdc). ...94

Figure.III.49 : Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELS (rdc) ...94

Figure III.50. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELS (rdc) ...95

Figure III.51.Diagramme d’effort tranchant 3éme cas à l’ELU (rdc)...95

Figure III.52. Les différents typr des poutrelle. ...99

Figure III.53. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELU (terrasse) ...101

Figure III.54. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELU (terrasse) ...101

Figure III.55. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELS (terrasse)...101

Figure III.56. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELS (terrasse) ...102

Figure III.57. Diagramme d’effort tranchant 1ére cas à l’ELU (terrasse)...102

Figure. III.58. Chargement de poutrelle 2éme à l’ELU (terrasse) ...103

Figure. III.59. Diagramme de moment 2éme cas à l’ELU (terrasse) ...103

Figure. III.60. Chargement de poutrelle 2éme cas à l’ELS (terrasse)...103

Figure.III.61. Diagramme de moment 2éme cas à l’ELS (terrasse)...104

Figure.III.62. Diagramme d’effort tranchant 2éme cas à l’ELU (terrasse) ...104

Figure.III.63. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELU (terrasse) ...105

Figure.III.64. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELU (terrasse) . ...105

Figure.III.65. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELS (terrasse)………..105

Figure.III.66. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELS (terrasse)………….……...106 Figure.III.67 Diagramme d’effort tranchant 3éme cas à l’ELU (terrasse). ...106

Figure.III.68. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELU (étage). ...110

Figure.III.69. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELU (étage). ...111

Figure.III.70 : Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELS (étage) ...111

Figure III.71. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELS (étage) ...111

Figure III.72.Diagramme d’effort tranchant 1ére cas à l’ELU (étage) ...112

Figure III.73. Chargement de poutrelle 2éme cas à l’ELU (étage) ...112

Figure III.74. Diagramme de moment 2éme cas à l’ELU (étage) ...113

Figure. III.79. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELU (étage) ...114

Figure. III.80. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELS (étage) ...115

Figure.III.81. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELS (étage) ...115

Figure.III.82. Diagramme d’effort tranchant 3éme cas à l’ELU (étage) ...116

Figure.III.83. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELU (rdc)...……….119

Figure.III.84. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELU (rdc) . ...120

Figure.III.85. Chargement de poutrelle 1ére cas à l’ELS (rdc)……….………..120

Figure.III.86. Diagramme de moment 1ére cas à l’ELS (rdc)……….121 Figure.III.87 Diagramme d’effort tranchant 1ére cas à l’ELU (rdc). ...121

Figure.III.88. Chargement de poutrelle 2éme cas à l’ELU (rdc)...121

Figure.III.89. Diagramme de moment 2éme cas à l’ELU (rdc). ...122

Figure.III.90 : Chargement de poutrelle 2éme cas à l’ELS (rdc) ...122

Figure III.91. Diagramme de moment 2éme cas à l’ELS (rdc) ...122

Figure III.92.Diagramme d’effort tranchant 2éme cas à l’ELU (rdc)...123

Figure III.93. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELU (rdc) ...123

Figure III.94. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELU (rdc)...124

Figure III.95. Chargement de poutrelle 3éme cas à l’ELS (rdc) ...124

Figure. III.96. Diagramme de moment 3éme cas à l’ELU (rdc) ...124

Figure. III.97. Diagramme d’effort tranchant 3éme cas à l’ELU (rdc) ...125

Figure.III.98. Feraillage des poutrelles en terrasse ...129

Figure.III.99. Feraillage des poutrelles en étage...129

Figure.III.100. Feraillage des poutrelles en rdc...……….129

Figure.III.101. Feraillage de la dalle de compression ...131

Figure.III.102. Distribution des moments sur les panneaux…….……….………..132

Figure.III.103. Schéma de feraillage de la dalle plein………...……….136 Figure.III.104. Schéma statique du l’escalier. ...137

Figure.III.105. Distribution des charges ...137

Figure.III.106.Charge équivalente. ...145

Figure.III.107: Schéma feraillage escalier...145

Figure III.112. Dimension du balcon étage encastrés trois cotés ...159

Figure III.113.balcon étage encastrés trois cotés par logiciel socotec ...159

Figure III.114. Ferraillage d’une bonde de 1m du balcon ...165

Figure III.115. Ferraillage du balcon encastré sur trois cotés ...165

Chapitre IV : Etude de vent

Figure IV.1 Action du vent ... 166 Figure IV.2 Répartition de la pression dynamique ... 168 Figure.IV.3 légende pour les parois verticales ... 170 Figure IV.4 La répartition du vent sur les parois verticales Sens X-X ... 171 Figure IV.5 La répartition du vent sur les parois verticales Sens Y-Y ... 172 Figure IV.6 Légende pour les toitures plates ... 173 Figure IV.7 La distribution de Cpe sur la toiture sens X-X ... 173 Figure IV.8 La distribution de Cpe sur la toiture sens Y-Y ... 174 FigureIV.9 Force résultante R ... 180

Chapitre V: Etude sismique .

Figure.V.1. Diagramme de spectre en fonction de site par RPA ...187

Figure.V.2. Le spectre de réponse ...188

Figure.V.3. : La vue en 3D de la structure ...189

Figure.V.4. Disposition des voiles (var1) ...191

Figure.V.5.Disposition des voiles (var2). ...193

Figure.V.6. Mode 1 (translation suivant y). ...194

Figure.V.7. Mode 2 (translation suivant x) ...195

Figure.V.8. Mode 3 (rotation selon Z) ...196

Figure.V.9. Distribution de l’effort sismique selon la hauteur ...206

Figure.V.10. La distribution de l’effort tranchant suivant X et Y ...207

Figure.V.11. Déplacements de chaque niveau dans les deux sens : X et Y ...209

Chapitre VI: Ferraillage des éléments porteurs.

Figure .VI.5. Section transversale du voile ... 233 Figure .VI.6. Section partiellement comprimée ... 235 FigureVI.7 : Section entièrement tendue. ... 236 FigureVI.8. Schéma de voil ... 244 FigureVI.9. Ferraillage du voile VX1 –VX2 ... 244 FigureVI.10. Ferraillage du voile ASCX1 ... 245 FigureVI.11. Ferraillage du voile ASCX2 ... 245 FigureVI.12. Ferraillage du voile ASCX3 ... 245 FigureVI.13. Ferraillage du voile ASCX4 ... 246 FigureVI.14. Ferraillage du voile VX3 , VX4 ... 246 FigureVI.15. Ferraillage du voile VY1,VY5 ... 246 FigureVI.16. Ferraillage du voile VY2 et VY6 ... 247 FigureVI.17. Ferraillage du voile VY3,VY4 ... 247 FigureVI.18. Ferraillage du voile ASCY1 ... 247 FigureVI.19. Ferraillage du voile ASCY2 ... 248 FigureVI.20. Ferraillage du voile ASCY3 ... 248 FigureVI.21. Ferraillage du voile ASCY4 ... 248 Figure.VI.22. Ferraillage du voile VY7, VY9 ... 249 Figure.VI.23. Ferraillage du voile VY8,VY10 ... 249

Chapitre VII. Eude de l’infrastructure

Figure VII.1 Semelle isolée ... 250 Figure VII.2. Semelle filante ... 252 Figure VII.3. Schéma du radier sous SOCOTEC ... 257 Figure VII.4. Schéma du débord ... 263 Figure.VII.5. Schéma de ferraillage du débord de radier ... 265 Figure VII.6. Diagrammes des moments dans les nervures d’après logiciel SAFE . 265 Figure VII.7. Ferraillage des nervures : sur appuis ... 268 Figure VII.8. Ferraillage des nervures : en travée ... 269 Figure VII.10. Position des voiles périphériques ... 270 Figure VII.11. Poussée de terre ... 270 Figure VII.12 .Ferraillage devoile périphérique……….276

: Aire d’une section d’acier. : Somme des aires des sections droites d’un cours d’armatures transversales.

: Aire d’une section de béton : Diamètre, rigidité

: Module d’élasticité longitudinal, séisme.

: Module de déformation

longitudinal béton.

: Module de déformation instantanée ( : Pour a l’âge de j jours).

: Module d’élasticité de l’acier.

: Module de déformation différé : pour chargement applique à l’âge

de j jours).

F : force ou action générale. G : charge permanente. Q : surcharge d’exploitation. I : moment d’inertie.

L : longueur ou portée.

M : moment de flexion le plus souvent.

: Moment a’ l’état limite ultime.

: Moment de calcul a’ l’état limite

de service.

N : effort normal.

Q : action ou charge variable. S : section

T, V : effort tranchant.

: Résistance caractéristique à la

compression du béton âgé de j jours

: Résistance caractéristique à la traction du l’âgé de j jours et : grandeurs précédemment calculées à 28 jours. : Hauteur utile. : hauteur de la dalle de compression.

: Longueur maximale entre axes

A ‘ : section d’armature comprimées A : section d’armature tendue

e : excentricité d’un résultante ou d’un

effort par apport au centre de gravité de la section.

S : espacement des armatures en

général.

: Espacement des armatures

transversales.

: Limite d’élasticité de l’acier.

NOMENCLATURES GRECQUES : : Coefficient de sécurité du béton.

: Coefficient de sécurité de l’acier. : Angle en général, coefficient

: Raccourcissement relatif du béton.

: Déformation de l’acier.

: Coefficient de fissuration relative a une armature.

: Coefficient sans dimension. : Élancement.

: Coefficient de poisson.

: Rapport de deux dimensions ; en particulier rapport de l’aire d’acier a l’aire de béton.

: Contrainte normale général.

: Contrainte de compression du

béton.

: Contrainte de traction dans l’acier.

: Contrainte tangentielle

4

1,

4

2

± 0.00 + 4.42 + 7.82 4 ,2 2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 3 ,2 0 ,2 + 11.22 + 14.62 + 18.02 + 21.42 + 24.82 + 28.22 + 31.62 + 35.02 + 38.42 1.30 1.30 0. 15

0. 60 3. 35 0. 60 3. 85 0. 60 5. 00 0. 60 3. 90 0. 60 3. 00 0. 60 4. 00 4. 40 5. 60 4. 45 3. 65 0.35 4.15 0.35 4.15 0.35 3.00 0.35 4.15 0.35 4.15 0.35 4.50 4.50 3.35 4.50 4.50 2.30 2. 71 0. 93 1. 00 1. 00 _1.00 1. 00 0. 20 0. 20 0. 20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0. 20 0. 20 0.35 0. 60 0.35 0. 60 Regard 60X60 Regard 60X60 Regard 60X60 Regard 60X60 Regard 60X60 Regard 60X60 Regard 60X60 Regard Principale 80X80 Regard 60X60 Regard 60X60 5 ,4 4 Regard 60X60 Regard 60X60 Vers Collecteur Communal

Cuisine

Hall PLONGE BATTERIE Monte - charge

Garage

Garage

Accès Cafeteria 9,05 Accès pour Approvisionnement Accès Restaurant Réception Réception 4 ,0 5 4 ,0 5 5 4 ,2 4 ,2

21,7

8,87 8 ,4 5 ,6 8 ,1

2

2

,7

8,85 8 ,7 5 ,4 5 4,9 3 5 ,3 8 6,92 Accès appartements Cafeteria

A

A

0 ,6 3 ,3 5 0 ,6 3 ,8 5 0 ,6 5 0 ,6 3 ,9 0 ,6 3 0 ,6 4 4 ,4 5 ,6 4 ,4 5 3 ,6 5 0,35 4,154,5 0,35 4,154,5 0,35 33,35 0,35 4,154,5 0,35 4,154,5 0,35 8,82 8 ,6 5 1,54 3,46 7 ,9 3,05 3 3,4 1 3,2 9,57 2,57 2,97 1,74 4,85 0 ,6 3 0 ,6 2 ,9 1 ,6 5 1 ,6 2 ,8 5 0 ,6 3 ,3 5 0 ,6 6 ,8 2 ,7 7 2 ,5 7 4 ,6 2 4 ,7 4 0 ,6 9,35 3 0,35 4,15 4,95 9,35 3 9,35 9,35 3 9,35 9,02

Monte - charge RESTAURANT 130 PERSONNES

Cuisine

21,7

2

2

,7

21,7

5 ,5 8.7 7,25 12,55 4 ,0 5

8

,4

4.7

5

,6

8

,8

5

21,7

1

3

,8

5

2

2

,7

A

A

0 ,6 3 ,3 5 0 ,6 3 ,8 5 0 ,6 5 0 ,6 3 ,9 0 ,6 3 0 ,6 4 4 ,4 5 ,6 4 ,4 5 3 ,6 5 0,35 4,154,5 0,35 4,154,5 0,35 33,35 0,35 4,154,5 0,35 4,154,5 0,35 3 3,2 1,25 1,25 4,8 7,5 9,35 0 ,6 2 ,6 6 ,5 5 3 ,1 2 ,4 5 6 ,8 0 ,6 4,85 12 4,85 0 ,6 6 ,5 1 ,6 5 1 ,6 6 ,8 0 ,6 8 ,1 6 ,2 8 ,4 1.20 0.250.30

Chambre S.D.B loggia S.D.B Salon 3 ,7 4 4,4 4 ,2 3,05 4 ,2 Salon Cuisine Cuisine S.D.B S.D.B Chambre 4,4 4 ,1 3,85 2 ,8 1,7 2 ,8 loggia loggia loggia Chambre 2,1 4,2 Salon 1,45 Chambre 2 ,8 3 4,2 2 ,9 5 3,85 Terrasse Chambre Chambre Terrasse

inaccessible Terrasseinaccessible

Salon F3 BF3 B F3 A F3 A Terrasse Balcon _Balcon Balcon Balcon Chambre Chambre 3 21,7 2 2 ,7 2 .7 5 1,7 2,6 6,9 3,05 4 ,1 5 1,7 3,05 4 ,1 5 4 ,1 4,4 2 ,5 5 2 ,3 2,6 Ascenseurs 4,2 4,4 3 ,7 5 4 ,2 3,85 1,7 1,7 3,8 1,3 2 2 ,7

A

A

0 ,6 3 ,3 5 0 ,6 3 ,8 5 0 ,6 5 0 ,6 3 ,9 0 ,6 3 0 ,6 4 4 ,4 5 ,6 4 ,4 5 3 ,6 5 0,35 4,154,5 0,35 4,154,5 0,35 33,35 0,35 4,154,5 0,35 4,154,5 0,35 3 ,8 3 1,3 1,3 1 ,6 1 ,8 2 ,1 1 ,6 8 ,2 1 ,6 2 ,4 1 ,8 1 ,6 7,38 1,8 5,94 1,8 7,38 10,65 3 10,65 4 ,3 4 ,4 5 4 ,3 4 ,7 1 1 ,6 5 1 ,8 2 ,3 5 1 ,6 8 ,2 1 ,6 2 ,1 1 ,8 1 ,6 4 ,3 1 ,2 5 4 ,3 4 ,7 4,2 ₅,3 5 ,3 4 ,9 5 4 ,9 5 7,4 1,8 1,3 2,35 7,35 1,8 2,3 1 ,2 1 ,2 1 ,2 1 ,2

Terrasse

accessible

21,4 8 ,2 5 12,05 21,4 8 ,5 5 8 ,7 5 9 2 2 ,7 21,7 8 ,7 5 9 2 2 ,7 21,7 1,3 1,3 1,3 1,3 P en_te 1 .5_% Pen te 1 .5% Pen te 1 .5% Pe nte ₁ .5% Pen te 1 .5% Pe_nte 1.5_% Pe nte ₁ .5_% Pen te 1 .5%

Vide sur Terrasse Vide sur Terrasse Vide sur Terrasse 13,3 21,7 Vide sur Terrasse 1 1 ,1 5 21,7 8 ,7 5 9 1.50

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Toute étude du projet d’un bâtiment et travaux publics dont la structure en béton armé, a pour but d’assurer la stabilité et la résistance de ces bâtiments afin d’assurer leur sécurités.

On sait que le développement économique privilégie la construction verticale dans un souci d’économie de l’espace Cependant, il existe un danger représenté par ce choix, à cause des dégâts qui peuvent lui occasionner les séismes. Pour cela, il y a lieu de respecter les normes et les rencontrent des nombreuses difficultés dans le choix du modèle de comportement. Les règlements parasismiques algériens définissent des modèles et des approches spécifiques à chaque type de bâtiment.

La stabilité de l’ouvrage est en fonction de la résistance des différents éléments structuraux (poteau, poutres, voiles,….) aux différents sollicitations (compression, flexion…) dont la résistance de ces éléments est en fonction tu type des matériaux utilisés et de leurs dimensions et caractéristiques.

Notre travail consiste à étudier une tour en R+10 avec un sous-sols ayant un

Contreventement mixte (poteaux/voile) implanté dans la wilaya de Jijel qui est une zone de moyenne sismicité (zone IIa).

Ce mémoire est constitué de huit chapitres :

 Le Premier chapitre consiste à la présentation complète de bâtiment, la définition des différents éléments et le choix des matériaux à utiliser.

 Le deuxième chapitre présente le pré dimensionnement des tous les éléments de bâtiment.

 Le 3émechapitre présente le calcul des éléments non structuraux (l’acrotère, les balcons, les escaliers et les planchers).

 Le 4éme chapitre portera sur l’étude du vent.

 Le 5éme chapitre portera sur l’étude dynamique du bâtiment, la détermination de l’action sismique et les caractéristiques dynamiques propres de la structure lors ses vibrations.

 Le calcul des ferraillages des éléments structuraux, fondé sur les résultats du logiciel ETABS est présenté dans le 6éme chapitre.

 Dans le 7éme chapitre on présente l’étude d’infrastructure.

Donc, pour calcul des éléments constituants un ouvrage, on va se conformer compte aux règlements et codes connues tel que : (BAEL91modifié99, RPA99V2003) qui se basent sur la connaissance des matériaux (béton et acier) et le dimensionnement et ferraillage des éléments résistants de la structure, on l’utilisation des logiciels de génie civil (ETABS, SAF et AUTOCAD).

C

HAPITRE I

P

RÉSENTATION DE L’OUVRAGE

ET

CARACTERISTIQUE DES

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I.1. Introduction :

L’étude d’un bâtiment en béton armé nécessite des connaissances de base sur les quelles prend appuis, et cela pour obtenir une structure à la fois sécuritaire et

économique.

Dans ce chapitre on va prendre une vue générale sur notre projet, on explique aussi les différents matériaux utilisés dans le domaine de construction et leurs

caractéristiques.

I.2. Description de l’ouvrage :

L’objectif de ce PFE qu’on a en train de faire consiste à l’étude d’un hôtel (Sous sol+RDC+10 étage), dont le système de contreventement mixte est assuré par des voiles et des portiques.

La structure est implantée à la Wilaya de Jijel dans une zone de moyenne sismicité (zone II selon RPA99/V2003) sur un sol meuble d’un contrainte admissible =2,5

bars.

La structure est à usage d’habitation est constituée de 12 niveaux au total, chaque niveau est devisé à quatre appartements sauf :

- Pour le RDC qui comporte cinq garages et la réception.

- Pour le 1ére étage on trouve une restaurant pour 130 personnes.

I.3. Caractéristiques de l’ouvrage :

I.3.1. Caractéristiques architecturales :

Les caractéristiques géométriques de la structure sont :

- Longueur en plan………... 22.7 m - Largeur en plan………...…... 21.7 m - Hauteur de sous-sol ………...04.00 m - Hauteur du rez-de chaussée………...04.42 m - Hauteur étage courant……...03.40 m - Hauteur totale………...………...45.42m

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I.3.2. Les éléments structuraux :

 Plancher

Les plancher sont considérés comme des diaphragmes rigides d’épaisseur relativement faible par rapport aux autres dimensions de la structure.

Le bâtiment comporte de type de planchers :

a) Plancher à corps creux

Ce type de plancher est constitué de poutrelles préfabriqués en béton armé espacées de 65 cm, de corps creux en béton expansé (hourdis) et d’une table de compression et faible épaisseur en béton armé par un treille soudé.

On utilise ce type de plancher pour les raisons suivants :

 La facilité de réalisation ;

 Lorsque les portées de l’ouvrage ne sont par importantes ;

 Diminution du poids de la structure et par conséquent la résultante de la force sismique.

b) Plancher dalle plein

Actuellement une très large utilisation dans la construction immeuble à plusieurs

étages et pour les habitations privées ce complexe de matériaux permet des réalisations économiques.

Certains parties ne pourront être en corps creux sont prévues en dalle pleine ainsi que les portes à faux.

 Maçonnerie

La maçonnerie la plus utilisée en Algérie est en briques creuses pour cet ouvrage avons deux types de murs.

1. Mur extérieurs : Ils sont réalisés en briques creuses à double parois

séparées par

Une lame d’air afin d’assurer une is1olation thermique.

2. Mur intérieur : Ils sont réalisés en simple cloisons de briques creuses de

10cm,

Leurs fonctions principales sont la séparation des espaces ainsi l’isolation thermique et

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 Poutre

Ce sont des éléments horizontaux destinés à reprendre et à transmettre les sollicitations .Elles sont sollicitées à la flexion plane.

 Dalle

La dalle de béton est une surface horizontale, constituée de béton armé et de barres d'acier qui la renforcent et améliorent sa résistance. Elle est utilisée pour faire un sol, un plafond, une terrasse ou un dallage extérieur.

 Poteau

Ce sont des éléments verticaux destinés à reprendre et à transmettre les sollicitations (efforts normaux et moments fléchissant) à la base de la structure.

 Balcon

Balcon est un élément d'architecture consistant en une plate-forme se dégageant du mur d'un édifice. Il est dans la plupart des cas à l'extérieur de l'édifice.

 Escalier

Ce sont des éléments permettant le passage d’un niveau à l’autre, ils sont réalisés en béton armé, coulés sur place.

Type d’escalier dans notre projet : escalier à trois volées

 Acrotère

Un élément de façade situé au-dessus de la toiture ou de la terrasse, à la périphérie du bâtiment, et constituant des rebords ou garde-corps, pleins ou à claire-voie. Petit mur en maçonnerie situé tout autour des toitures plates et des terrasses d'immeuble sur lequel est parfois fixé un garde-corps.

 L’ascenseur

L'ascenseur est un dispositif mobile permettant le déplacement de personnes ou d'objets sur un axe prédéfini au sein d'une construction.

 Voile

Ce sont des éléments verticaux (épaisseur petite par rapport aux autres dimensions). Réalisés en béton armé, le choix du nombre, dimensions et de l’emplacement sera Étudié ultérieurement.

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I.4.Règlements et normes utilisés :

Les règlements et normes utilisés sont ceux en vigueur dans le secteur du bâtiment en Algérie.

Essentiellement ; nous avons eu recours aux : - RPA99 version 2003.

- CBA93 (Code du béton armé).

- DTR B.C.2.2 (Charge permanentes et surcharges d’exploitations). - D.T.R C2-4.7 (règlement neige et vent « R.N.V.1999 »).

- BAEL91 modifié 99.

I.5. Caractéristiques des matériaux : I.5.1. Le béton :

Le béton est un matériau hétérogène composite constitué d’un mélange de liant hydraulique (ciment), des matériaux inertes appelés granulats (sable, gravier..), et de l’eau de

Gâchage. A ces composantes s’ajoutent parfois des adjuvants et des éléments encore plus fins

qui améliorent sensiblement sa performance ainsi que sa compacité.

I.5.1.1.Composition du béton

La composition courante d’1 m³ de béton est approximativement la suivant : - 350 Kg de ciment CPA25

- 400 L de sable (D ≤ 5mm) - 800 L de gravillons (D ≤ 25mm) - 175 L d’eau (L’eau de gâchage)  Le ciment

C’est un liant hydraulique caractérisé par la propriété de donner avec l’eau une pâte qui

Se solidifie en passant par un processus chimique.  Les granulats

Ce sont des matériaux inertes provenant de l’érosion des roches ou de leurs concassages,

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On distingue :

Les granulats naturels utilisés directement sans aucun traitement mécanique préalable.

Les granulats naturels provenant de concassage des roches.  Les adjuvants

Ce sont des produits qui sont ajoutés à faible proportion au béton dont le but est l’amélioration

De certaines de ces propriétés.

I.5.1.2.Résistance du béton

1. Résistance du béton à la compression

Le béton est caractérisé par sa résistance à la compression à l’âge de 28 jours, dite valeur

Caractéristique requise ; notée fc28.

Cette valeur est mesurée par compression axiale d’un cylindre droit de révolution de diamètre

16cm, et de hauteur de 32cm.

Pour les éléments principaux le béton doit avoir les résistances fc28au moins égale à 20 MPA et

Au plus égale à 45 MPA. (RPA 99 article 8.1.1)

La résistance à la compression d’âge est donnée par la formule :

- fcj ( )fc28  pour fc28 40 MPa…. (BAEL 91 modifié 99 A.2.1, 11)

- fcj ( )fc28  pour fc28 40 MPa.

2. Résistance du béton à la traction

Conventionnellement, la résistance à la traction est donnée par l’expression suivante :

tj = 0.6 + 0.06fcj ; sicj ≤ 60 MPa

Pour notre cas fc28 =25MPA donc ft28 =2,1MPa I.5.1.3.La déformation longitudinale du béton

Sous l’action des contraintes normales le module de déformations longitudinal instantané du béton est donné par :

- Eij = 11000.fcj1/3

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Le module de déformation longitudinale différée du béton est donné par :

- Evj = 3700. Fcj1/3

Pour notre béton : Evj = 10819. fcj1/3

I.5.1.4.La déformation transversale du béton

Le module de déformation transversale est donnée par :

Coefficient de poisson =

D’après CBA93 Article A.2.1.3, le coefficient de Poisson prend les valeurs suivantes :

-

υ

= 0.0 dans le cas des ELU (section fissurée) -

υ

= 0.2 dans le cas des ELS (section non fissurée)

I.5.1.5.Contrainte limite de calcul

1. Contrainte ultime du béton à la compression

On a :

=

BAEL 91 (Article A.4.3.4). Avec :

Fbu : contrainte limite de compression. 0,85 : coefficient qui tient compte de l’altération en surface du béton et la diminution

de la

Résistance sous charges de longue durée.

: Coefficient de sécurité pour le béton tel que :

=1,15

Situation accidentelle

=1,50

Situation courante

Ɵ : Coefficient d’application de charge Ɵ = 1 Si t>24h

Ɵ Ɵ = 0,9 Si 1h < t < 24h Ɵ = 0,8 Si t<1h

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2. La Contraintes de compression à L’ELS

Pour c28

f

=25MPa on a :

………CBA 93 (Article A.4.5.2).

3. Contrainte ultime du béton au cisaillement

= min (0.2fcj/γb ; 5Mpa) pour la fissuration peu nuisible.

= min (0.15fcj/γb ; 4Mpa) pour la fissuration préjudiciable.

Dans notre cas on a : fc28=25Mpa donc : = 3.33Mpa fissuration peu nuisible. =2.5Mpa fissuration préjudiciable.

4. Diagramme contrainte déformation

Figure I-1 : Diagramme des contraintes-déformations du béton

Le diagramme parabole rectangle (Figure I-1) est utilisé dans le calcul relatif à l’état limite

Ultime de résistance. Le raccourcissement relatif à de la fibre la plus comprimée est limité à :

- 2 : en compression simple ou flexion composée avec compression. - 3,5 : en flexion simple ou composée.

Pour :

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I.5.2. Acier :

L’acier est un alliage fer carbone en faible pourcentage de carbone, son rôle est d’absorbé les efforts de traction, de cisaillement et de torsion, on distingue deux types d’aciers :

- Nuance douce avec 0.15% à 0.25% de teneur en eau carbone - Nuance mi-dure à dure avec 0.25% à 0.40% de teneur en carbone

Le module d »élasticité longitudinal de l’acier est pris égale à Es = 200000 MPa.

Les caractéristiques mécaniques la plus importante des aciers est la limite élastique fe

Le tableau suivant nous donne quelques exemples d’acier.

Type Nuance Fe (Mpa) Emploi

Rond lisses E 22 Fe

E 24 Fe

215 235

Emploi courant Epingle de levage des pièces

préfabriquées Barre HA Type 1 et 2 TE 40 Fe TE 50 Fe 400 500 Emploi courant Fils tréfile HA Type 3 TE 40 Fe TE 50 Fe 400 500

Emploi sous forme de barres droites ou de treillis

Fils tréfile lisses Type 4 TL 50 ɸ > 6mm TL 52 ɸ ≤ 6mm 500 520 Treillis soudés uniquement emploi courant

Tableau I-1 Valeurs de limite d’élasticité garantie Fe.

Dans notre cas on utilise des armatures à haute adhérence avec un acier de FeE40 type 1.

fe = 400MPa.

I.5.2.1.Contraintes limites de l’acier 1. Etat limite ultime

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10 0/00 10 0/00

E

f

s e s 





E

f

s e s 









s e s f 



s



s Raccourcissement Allongement

Figure I.2 Diagramme de contrainte- déformation de l’acier. Ou

.

Avec :

γ

: Coefficient de sécurité.

 = 1 Cas de situations accidentelles.

 = 1.15 Cas de situations durables ou transitoires.

2. Etat limite service

On ne limite pas la contrainte de l’acier sauf en état limite d’ouverture des fissures :

 Fissuration peu nuisible : pas de limitation ;

 Fissuration préjudiciable : * √ +

 Fissuration très préjudiciable : * √ +

Avec :

ftj : Résistance à la traction du béton à l’âge de jours.

: Coefficient de fissuration. 1 Pour les ronds lisses (RL)

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I.5.3. Actions et sollicitations : I.5.3.1.Les actions

Les actions sont des forces appliquées à une construction soit :

 Directement : action permanentes ; action variables d’exploitation ; action climatiques et action accidentelles

 Indirectement : effet de retrait et fluage, variation de température et tassement

1. Les actions permanentes (G)

Elles ont une intensité constante ou très peu variable dans le temps, elles comprennent :

 Poids propre de la structure.

 Poids propre des éléments (remplissage en maçonnerie, cloisonnement, revêtement)

 Efforts (poids, poussée des eaux et des terres)

 Efforts dues à des déformations permanentes (mode de construction, tassement, retrait)

2. Les actions variables (Q)

Elles varient de façon importante dans le temps

 Les charges d’exploitation

 Les charges climatiques

 Explosion (gaz, bombes)

I.5.3.2.Les sollicitations

Les sollicitations sont définies comme étant les efforts provoqués en chaque point et sur chaque section de la structure, par les actions qui s’exercent sur elles ; les sollicitations sont exprimées sous formes des forces ; d’efforts (normaux ou tranchants) de moment (de flexion, de torsion ……. etc.)

I.5.3.3.Hypothèses de calcul des sections en béton armé 1. Calcul aux états limites de services

Les sections droites restent planes, et il n’y a pas de glissement relatif entre les armatures et le béton.

 La résistance de traction de béton est négligée

 Le béton et l’acier sont considérés comme des matériaux linéairement élastiques.

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 Le rapport des modules d’élasticité longitudinaux de l’acier et de béton est pris égal à 15

; n est le coefficient d’équivalence

2. Calcul aux états limite ultimes de résistance

Les sections droites restent planes, et il n’y a pas de glissement relatif entre les armatures et le béton.

 Le béton tendu est négligé

 Le raccourcissement relatif de l’acier est limité à : 10‰

 Le raccourcissement ultime du béton est limité à :

 ɛbc = 3.5 ‰ ……….. en flexion

 ɛbc = 2 ‰ ………. en compression centrée

La règle des trois pivots qui consiste à supposer que le domaine de sécurité est défini par diagramme des déformations passant par l’un des trois pivots A, B définis par la figure -1- tel que :

A : correspond à un allongement de 10 x 10-3 de l’armature la plus tendue, supposée

concentrée

B : correspond à un raccourcissement de 3.5 x 10-3 du béton de la fibre la plus

comprimée.

Figure I.3.La règle des trois pivots.

I.5.4.Combinaisons fondamentales :

I.5.4.1.Ferraillage des éléments non structuraux

Pour calculer le ferraillage des éléments secondaire, on utilise les combinaisons suivantes :

 ELU : 1.35G+1.5Q  ELS : G+Q